Основные свойства магнитных цепей

Работа всех электромагнитных устройств (трансформаторов, электрических машин, измерительных приборов, реле, контакторов, выключателей и т.д.) основана на использовании магнитного поля. Магнитное поле возникает в пространстве, окружающем движущиеся электрические заряды и постоянные магниты.

Виды воздействия магнитного поля на тела, помещенные в него:

1. Индукционное, т.е. при перемещении проводника в постоянном магнитном поле или если магнитное поле пересекает проводник (при изменении магнитного поля вокруг проводника), в нем наводится ЭДС . Направление ЭДС определяется по «правилу правой руки» (рис. 2.1) Если поставить правую руку так, чтобы магнитные линии входили в ладонь, а отогнутый большой палец указывал направление движения проводника, то вытянутые четыре пальца укажут направление индуцируемой ЭДС Индукционное воздействие магнитного поля используется в работе трансформаторов, электрических генераторов, электроизмерительных приборов;

2. Электромеханическое (силовое), т.е. проводник с током или ферромагнитное тело, помещенное в магнитное поле, испытывают действие силы F со стороны этого поля. Силовое воздействие магнитного поля используется в работе двигателей, электроизмерительных приборов, реле, выключателей, контакторов и т.д.

Величины, характеризующие магнитное поле:

2) Магнитная индукция В – векторная величина, характеризующая интенсивность магнитного поля и определяющая силу, действующую на движущую заряженную частицу.

Рис. 2.1

Рис. 2.2

Вектор магнитной индукции направлен по касательной к магнитным силовым линиям. Единица измерения – тесла (Тл). Направление электромагнитной силы F, действующей на проводник с током, определяется «правилом левой руки» (рис. 2.2): если расположить левую руку так, чтобы магнитные линии пронизывали ладонь, а вытянутые четыре пальца указывали направление тока в проводнике, то отогнутый большой палец укажет направление действия электромагнитной силы;

2. Магнитный поток Ф – поток вектора магнитной индукции В через площадь S: . Единица измерения – вебер (Вб);

3. Намагниченность М – магнитный момент единицы объема вещества;

4. Напряженность магнитного поля Н – векторная величина, характеризующая способность тока возбуждать магнитное поле, приходящаяся на единицу длины магнитной силовой линии: .

Единица измерения А/м.

Связь между вышеперечисленными величинами:

или ,

где Гн/м – магнитная постоянная,

- магнитная проницаемость среды (материала), которая показывает качество ферромагнитного материала, т.е. его способность «проводить» магнитный поток.

В воздухе , в ферромагнитном материале поскольку нелинейно зависит от напряженности магнитного поля .

Следовательно: ферромагнитные материалы обладают свойством усиливать магнитное поле.

Для увеличения эффективности работы электротехнических устройств магнитное поле в них сосредотачивают и усиливают, применяя магнитопроводы из ферромагнитных материалов, по которым замыкается магнитный поток.

В каждом электромагнитном устройстве можно выделить магнитную цепь.

Магнитная цепь – это совокупность элементов, возбуждающих магнитное поле (катушка с током, постоянный магнит), магнитопроводов и воздушных зазоров, которые предназначены для создания магнитного поля требуемой интенсивности, конфигурации и направления в электротехническом устройстве.

В однородной магнитной цепи Ф, В, Н, S=const. В основном магнитные цепи электротехнических устройств являются неоднородными. В неразветвленной магнитной цепи с зазором Ф, В, S=const, однако напряженность магнитного поля в магнитопроводе и в воздушном зазоре разная . В разветвленной магнитной цепи по ее участкам замыкаются разные магнитные потоки.

В электротехнических устройствах применяют ферромагнитные материалы двух видов: магнитомягкие и магнитотвердые.

Магнитомягкие материалы с узкой петлей гистерезиса (рис. 2.3) обладают свойством легко перемагничиваться и используются для изготовления магнитопроводов магнитных систем электротехнических устройств.

Магнитотвердые материалы с широкой петлей гистерезиса (рис. 2.3) обладают свойством задерживать остаточную намагниченность и используются при изготовлении постоянных магнитов.

Рис. 2.3

Магнитомягкие материалы:

- технически чистое железо (низкоуглеродистая электротехническая сталь, обладающая низким удельным электрическим сопротивлением) используется в устройствах, работающих на постоянном токе и низкой частоте;

- листовая электротехническая сталь (железокремнистая сталь, обладающая высоким удельным электрическим сопротивлением за счет присадок кремния) используется в устройствах, работающих на переменном токе;

- пермаллои (железоникелевые сплавы, относительная магнитная проницаемость которых в сотни и тысячи раз выше, магнитная индукция насыщения в 1, 5 – 2 раза меньше, коэрцитивная сила в 10-50 раз меньше, чем у электротехнических сталей) используются в малогабаритных устройствах;

- магнитомягкие ферриты и пермендюры.

Магнитотвердые материалы:

- магнитотвердые сплавы, получаемые на основе сплавов железа, никеля, алюминия, кобальта используются в роторах тахогенераторов, магнитных муфтах, измерительных приборах, реле, в радиоэлектронной аппаратуре;

- магнитотвердые ферриты используют при изготовлении магнитов, используемых в электронных приборах, микрогенераторах и д.р.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. I.2. Основные интерпретации катарсиса.
3. II. Основные принципы и правила служебного поведения государственных служащих
4. II. ЦЕЛИ, ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ЗАДАЧИ ПРОФСОЮЗА
5. IV. Основные способы и средства защиты населения в чрезвычайных ситуациях.
6. V. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО ХАРАКТЕРА.
7. V1: 2. Основные этапы становления и развития финансовой системы России
8. XI. Основные виды и жанры аниме
9. А. Основные принципы создания и деятельности союза
10. Административная юрисдикция. Понятие и основные черты.
11. Алгоритм расчета разветвленных цепей переменного тока методом проводимости
12. Анализ электрических цепей постоянного тока с одним источником энергии